I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   9 ,   No .   3 Ma r ch   2 0 1 8 ,   p p 764 ~ 770   I SS N:  2 5 0 2 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ee cs.v 9 . i3 . p p 7 6 4 - 770          764       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / ijeec s   An Non  Destru cti v e Test  f o r   t he  De tect io o f  Wel d D efec ts   Using  I m a g Proc ess ing         V.   K a la is elv i,  D.   J o hn   Ara v i nd ha r   Re se a rc h   S c h o lar,  CS De p a rtm e n t,   Hi n d u sta n   Un iv e rsit y ,   Ke la m b a k a m ,   Ch e n n a i,   T a m il   Na d u   6 0 3 1 0 3 ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  h is to r y:   R ec eiv ed   Sep   9 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Dec  2 0 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J an   7 ,   2 0 1 8       W e ld in g   is  a   f a b rica ti o n   o f   jo in in g   m a teria ls  in to   o n e   c o m p o n e n t.   De fe c ts  a r e   u n a v o id a b le  d u ri n g   th e   w e ld in g   p ro c e ss ,   a n d   h e n c e   th e   in sp e c ti o n   o f   w e ld is   a   m o st  i m p o rtan tas k   in   m a n y   i n d u str ies .   In   th is  w o rk ,   a   Co m p u ter  A id e d   De tec ti o n   (CA D)  s y ste m   is  d e sig n e d   t o   d e tec w e ld   d e f e c ts  b a se d   o n   im a g e   p ro c e ss in g   tec h n iq u e s.  It  is  a   n o n - d e stru c ti v e   tes ti n g   w h ich   u se X - ra y   im a g e s.  T h e   p ro p o se d   sy ste m   m a in ly   c o n sists   o f   th re e   sta g e s;  g ra d i e n im a g e   f o r m a ti o n ,   f il tratio n   b y   G a u ss ian   p y ra m id a f il ters   a lg o r it h m   a n d   se g m e n tatio n   b y   Ex p e c tatio n   a n d   M a x im i z a ti o n   (EM )   a lg o rit h m .   In   th is   stu d y ,   GD   X - ra y   we ld   ima g e   d a tab a se   is  u se d   to   e v a lu a te  th e   p ro p o se d   s y ste m .   T h e   p e rf o r m a n c e   a n a l y sis  o f   th e   p r o p o se d   sy ste m   is   d o n e   b y   m e a su rin g   th e   se n siti v it y ,   sp e c i f i c it y ,   a n d   a c c u ra c y   o th e   se g m e n ted   im a g e   w it h   th e   h e lp   o f   it s co rre sp o n d in g   g ro u n d   tr u th   im a g e s.   K ey w o r d s :   C A D   E alg o r ith m   I m ag Se g m e n tatio n   Gau s s ia n   Fil ter   X - r a y   W eld   d ef ec ts     Co p y rig h ©   201 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   V.   Kala is el v i   R esear ch   Sch o lar ,   C SE  Dep ar t m en t ,   Hin d u s ta n   Un i v er s i t y ,   Kela m b ak a m ,   C h e n n ai,   T am il   Nad u   6 0 3 1 0 3 ,   I n d ia   E m ail v k a lais e lv i@red i ffm a il . c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h d etec tio n   o f   w eld i n g   d ef ec ts   is   m aj o r   co n ce r n   in   a n y   i n d u s tr ial  p r o d u ctiv i t y   u n it.   Gen er all y ,   th w eld i n g   q u alit y   d ep en d s   u p o n   th v o ltag e,   cu r r en t,  w eld in g   d u r atio n   an d   m o s i m p o r ta n tl y   t h elec tr o d es   q u alit y   th at   ar u s ed   f o r   w eld in g .   X - r a y   r ad io g r ap h y   is   t h w id el y   u s ed   to   d etec w eld   d ef ec ts .   So m o f   th e   w eld   d ef ec t d etec tio n   an d   s e g m en tatio n   m et h o d s   ar d is cu s s ed   in   th i s   s ec tio n .       1 . 1   B a ck g ro un d   T h s eg m e n tatio n   o f   r ef lec ted   laser   lin es  i n   r o b o tic  ar w e ld in g   i s   d escr ib ed   in   [ 1 ] .   T h 2 in te n s it y   d is tr ib u tio n   i s   m o d eled   to   d etec th r ef lec ted   laser   lin e.   I co n s is t s   o f   t h r ee   ef f ec ti v m eth o d s s p lin e   en h a n ce m en t,  g r ad ie n d etec ti o n   f ilter ,   an d   th r es h o ld   ap p r o ac h .   So m o f   t h m aj o r   d ef ec ts   li k s m a ll  c h ip s   b u r r   o r   d ir th at  ca u s es  t h d ef ec ts   in   t h w eld ed   s p o ts   ar d i s cu s s ed   in   [ 2 ] .   Fo r   th d etec tio n   o f   th ese  d e f ec ts ,   alg o r ith m s   li k Ho u g h   cir cle  d etec tio n   an d   co lo u r   s eg m e n t atio n   m eth o d s   ar u s ed .   A l s o ,   b y   co m b i n in g   t h e   alg o r ith m s   li k m o r p h o lo g ic al  an d   cir cle  d etec tio n   alg o r ith m s   i n   th v i s io n   s y s te m ,   th f au l ts   ca n   b e   id en ti f ied .   An   a u to m at ic  w eld   d ef ec s eg m e n tatio n   s y s te m   b ased   o n   m u lt i - s tep   r ad io g r ap h ic  i m a g e   en h a n ce m en alg o r it h m   i s   d is cu s s ed   in   [ 3 ] .   A f ir s t,  en h a n c e m en is   p er f o r m ed   b y   li n ea r   w ei g h ti n g   b et w ee n   th co n tr ast  li m ite d   ad ap tiv h is to g r a m   eq u aliza tio n   i m a g e   an d   th o r ig i n al  r ad io g r ap h i i m ag e s .   T h en   t h e   an is o tr o p ic  d if f u s io n   f ilter in g   is   u s ed   f o r   s m o o t h in g ,   a n d   as  f i n al  s tep ,   th f u zz y   en h a n c e m en al g o r ith m   i s   u s ed   f o r   f ilter i n g   th e   i m ag e s .   An   a u to m atic  s y s te m   f o r   t h e   ex tr ac tio n   o f   d e f ec ts   f r o m   t h e   r ad io g r ap h ic  w eld   i m a g es  is   d is c u s s ed   in   [ 4 ] .   A t   f ir s t,  th w eld   i m ag e s   ar p r e - p r o ce s s ed   to   in cr ea s th q u alit y   o f   th i m a g e,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       A n   N o n   Destr u ctive   Tes f o t h Dete ct io n   o f W eld   Defe cts …  ( V .   K a la is elvi )   765   an d   th e n   F u zz y   C   Me a n s   ( FC M)   s eg m e n tatio n   a lg o r it h m   is   u s ed   to   d etec w eld   d ef ec t s   f r o m   w h ic h   t h 3 D   co n to u r   p lo ts   ar p lo tted   b y   u s in g   t h e x tr ac ted   f ea t u r es.   A   m o d if ied   b ac k g r o u n d   s u b tr ac tio n   m et h o d   f o r   r ea l - t i m w eld   d ef ec d etec t io n   al g o r ith m   i s   d is cu s s ed   i n   [ 5 ] .   I is   b ased   o n   t h as s u m p tio n   t h at  th e   p ix el  in te n s ities   o f   th e   b ac k g r o u n d   i n   a n   i m a g e   s eq u en ce   ar f i x ed .   T h w eld   d ef ec ts   ar e   d etec ted   b ased   o n   th d i s tr ib u tio n   o f   b ac k g r o u n d   p ix el s   t h at  f o llo ws   Gau s s ia n   d is tr ib u tio n   w it h   m ax i m u m   p r o b ab ilit y .   T h s eg m e n tatio n   ap p r o ac h es  ar co m p ar ed   an d   ev alu a ted   in   [ 6 ]   f o r   w e ld   d ef e ct  i m a g es.  T h id e n ti f ied   d ef e cts  ar co m p ar ed   w it h   id ea s e g m e n tat io n   m ap   in   ter m s   o f   m i s s - s e g m en ted   p ix el s   lik co m p ac t n es s ,   lo ca tio n ,   a n d   co n n ec ti v it y .     m e th o d   f o r   th e   id en tific atio n   o f   t h lo ca tio n   o f   t h la s er   s t r ip   o n   w e ld   s ea m   tr ac k i n g   is   ex p lai n ed   in   [ 7 ] .   I is   d o n b y   ap p l y i n g   t h R ad o n   tr an s f o r m   a n d   also   p r eser v es  t h i n f o r m atio n   o f   t h laser   s tr ip e.   T h en   th in v er s R ad o n   tr an s f o r m   is   ap p lied   s o   th at  th n o i s es  ar r em o v ed .   A la s t,  th e   g r o o v ar ea s   ar s eg m e n ted   b y   t h i m p r o v ed   f ast  F C cl u s ter i n g   al g o r ith m .   A n   i m p r o v ed   Ots u   2 i m ag s eg m e n tatio n   alg o r ith m   f o r   th e   r eq u ir e m e n t   o f   t h u n d er w ater   w eld i n g   V - s ea m   tr ac k i n g   is   d is c u s s ed   i n   [ 8 ] .   T h alg o r ith m   m ak e s   d is cr i m i n ate  c h an g e   in   d o m ai n   p ar titi o n   o f   th 2 h is to g r a m   b y   ad d in g   a   r elev an v ar iab le.   A d d itio n a l l y ,   a n   o p ti m al  t h r es h o ld in g   is   o b tain ed   b y   e n lar g i n g   t h s ea r c h   s tep   o f   t h th r es h o ld in g .   A   m et h o d   o f   s e g m en tin g   t h s ec o n d   ca teg o r y   o f   d ef ec ts   i n   th w eld i n g   j o in t s   is   d i s cu s s e d   in   [ 9 ] .   I m ak e s   u s o f   t h d ig i tized   r ad io g r ap h ic  i m a g i n   ca s o f   l o w   o r   n o is y   co n tr ast  i m a g es.  T h co m b i n atio n   o f   th co n tr a s en h a n ce m en t s ,   h is to g r a m   eq u aliza tio n ,   an d   i m a g th r e s h o ld i n g   p r o ce s s e s   ar u s ed   f o r   th e   s eg m e n tatio n   o f   d e f ec ts .   A   s e g m e n tat io n   m et h o d   f o r   t h id e n ti f icatio n   o f   d ef ec t s   i n   t h X - r ay   w eld   i m a g es  is   d is cu s s ed   in   [ 1 0 ] .   A s   th X - r a y   w eld   i m ag e s   ar o f   l o w - co n tr ast   an d   n o is y   i n   n atu r e,   th e   d ig it ized   r ad io g r ap h ic  w eld   i m a g es  ar u s ed   f o r   t h s e g m e n tat io n .   I i s   m ai n l y   b ased   o n   th r e s h o ld in g   m et h o d   k n o w n   as  m u ltip le  t h r es h o ld in g   alo n g   w it h   t h s u p p o r t v ec to r   m ac h i n alg o r it h m .   A   s e g m en tatio n   m eth o d   u s ed   to   d etec th d ef ec ts   o n   th w eld ed   s u r f ac is   d is cu s s ed   in   [ 1 1 ] .   T h d ef ec ts   ar s m a ller   in   s ize  a n d   s h ap a n d   also   h a v lo w   co n t r ast  lev e ch ar ac ter i s tics   w h ic h   ar ca u s ed   d u to   th n o n - u n i f o r m   il lu m i n atio n s .   I u s es  lev el  s et  ac ti v co n to u r   alg o r it h m   in   w h ic h   t h ce n t r e - s u r r o u n d   f ea tu r e   s alien c y   m ap   is   u s ed   to   r ed u ce   th clu s ter i n g   b ac k g r o u n d .   A   m ac h i n v is io n   w eld i n g   r o b o f o r   L E f ila m en t   w eld i n g   is   d esi g n ed   in   [ 1 2 ] .   I u s e s   i m ag s eg m e n tatio n   alg o r ith m   li k g r e y   le v el  tr an s f o r m atio n ,   ed g e   d etec tio n ,   an d   t w o   v al u tr an s f o r m atio n   f o r   p r o ce s s in g   t h s eg m e n tat io n   p r o ce d u r es.   A   m eth o d   o f   co lo r   im a g s eg m en tatio n   u s i n g   j o in co lo r   te x tu r h is to g r a m   b ased   o n   r eg i o n   m er g i n g   alg o r ith m   i s   d is c u s s ed   i n   [ 1 3 ] .   I u s es  b o t h   th in f o r m at io n   o f   tex t u r h is to g r a m   a n d   th c o lo r   h is to g r a m   f o r   m ea s u r in g   th e   s i m ilar it ies  o f   v ar io u s   r eg io n s   a n d   to   g u id t h p r o ce s s   r e g io n   m ar g i n in g .   T h s ag itta i m a g e   s eg m e n tatio n   to   g et  ao r ta  i n   g r a y   le v el  i m a g i s   d is c u s s ed   in   [ 1 4 ] .   I is   s e m au to m atic  s eg m e n tatio n   p r o ce s s   to   s eg m e n t h s a g it t al  MRI  i m a g b ase  t h at  i s   c o n n ec ted   to   t h lab eli n g   m e t h o d   co m p o n en t s .   A   m et h o d   b ased   o n   w ater m ar k i n g   tec h n iq u f o r   o b tain in g   t h i m ag o r ig i n ali t y   i s   d is c u s s ed   in   [ 1 5 ] .   T h e   id en ti f icatio n   o f   o b j ec ts   an d   th s m al ar ea   o f   c h ic k e n   eg g s   ar d o n b y   u s i n g   t h b o u n d i n g   b o x   a n d   th e   ce n tr o id .     1 . 2   P ro blem   Sta t e m e nt   a.   T h m aj o r   h ar m f u l n e s s   an d   t h w ea k n e s s   o f   w e ld in g   d ef ec t s   in   th s teele d   s tr u c tu r ar as  f o llo w s :   b.   T h s eg m en tatio n   o f   t h w e ld   i m a g w h o s in te n s it y   an d   in - h o m o g e n eitie s   o f   t h s a m o b j ec ca n   b d is tu r b ed .     c.   T h p r o b lem   o f   b o u n d ar y   lea k ag e   at  w ea k   ed g e s   i s   m aj o r   d r aw b ac k   t h at  t h e y   r el y   m u ch   o n   t h g r ad ien v alu e.   d.   T h o u g h   th e   ar r an g e m e n t s   o f   u n i f o r m   ill u m i n atio n   ar m ad v er y   co r r ec tl y ,   t h er i s   a   v ib r atio n   o f   illu m i n atio n   o cc u r r ed   d u r in g   t h w eld in g   p r o ce s s .     1 . 3   T he  P ro po s ed  So lutio n   T o   o v er co m e   th e s p r o b le m s   an   e f f icien t   C AD  s y s te m   f o r   w eld   d e f ec d etec tio n   b ased   o n   v ar io u s   i m a g p r o ce s s in g   tech n iq u e s   o n   X - r a y   w eld   i m ag e s   is   p r esen ted .   T h p r o p o s ed   s y s te m   co n s is t h r ee   m ai n   s tep s   lik f o r m at io n   o f   g r ad ien i m ag e s ,   f il tr atio n   b y   Ga u s s ian   p y r a m id al  f ilter s   alg o r it h m   an d   E x p ec tatio n   an d   Ma x i m izatio n   ( E M)   alg o r ith m   f o r   f in al  s eg m e n tatio n .   T h p ap er   o r g an izatio n   is   as   f o llo w s :   Sectio n   2   g iv e s   t h m et h o d s   an d   m ater ial s   u s e d   f o r   th e   p r o p o s ed   C A s y s te m   f o r   w eld   d ef ec ts   d etec tio n .   T h n ex s ec tio n   g i v es  t h r esu lt s   o f   th w eld   d ef ec t   d etec tio n   s y s te m   an d   s ec t io n   4   co n clu d es t h C AD  s y s te m .         2.   RE S E ARCH   AND  M E T H O D   T h p r o p o s ed   s y s te m   f o r   w el d   d ef ec d etec t io n   is   co n s id er ed   as  an   i m ag s eg m e n tatio n   p r o b lem .   Fig u r 1   s h o w s   t h f lo w   o f   th e   C A s y s te m   f o r   w eld   d ef ec t s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  9 ,   No .   3 Ma r ch   2 0 1 8   :   7 6 4     7 7 0   766   2 . 1 .   G ra dient  I m a g F o r m a t io   I n   th e   f ir s s tag e,   t h i n te n s i t y   v ar iatio n   ( )   in   b o th   h o r izo n tal  ( x )   an d   v er tical  d ir ec tio n   ( y )   i s   co m p u ted .   Fo r   a   2 d i m en s io n al  o r i g in al   i m a g d en o ted   b y   I ,   th e   i n ten s it y   v ar iatio n   i n   x   an d   y   d ir ec tio n   ar g iv e n   b elo w :     ) , ( ) , ( y n x I y n x I x               ( 1 )     ) , ( ) , ( n y x I n y x I y               ( 2 )     w h er n   i s   th s m a lles i n te g e r .   Fro m   t h in ten s it y   v ar i atio n s ,   g r ad ie n m ag n it u d i m a g e   is   cr ea ted   w h ic h   s h o w s   t h ed g es p r esen t in   th o r i g in a l i m a g I .   T h g r ad ien m a g n itu d i m ag i s   co m p u ted   as     2 2 ) , ( y x y x G                 ( 3 )           Fig u r 1 .   C A s y s te m   f o r   w el d   d ef ec ts       T h ab o v eq u atio n   is   u s ed   to   o b tain   th g r ad ien m a g n itu d im a g e.   Fig u r 2   ( a)   s h o w s   th X - r a y   w eld   i m ag a n d   Fi g u r 2   ( b )   s h o w s   t h g r ad ien m a g n itu d i m ag o b tai n ed   u s i n g   ( 3 ) .         ( a)     ( b )     Fig u r 2 .   ( a)   X - r ay   w e ld   i m a g ( b )   Gr a d ien m a g n itu d i m a g e     I np ut   X - r ay   w el i m ag es   G r ad i en t   i m a g e   f or m atio     G au ssi an   py r amid al   f i l t r atio n   E M     S eg m en t a t i on   Fl a w   de t ected   i m ag e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       A n   N o n   Destr u ctive   Tes f o t h Dete ct io n   o f W eld   Defe cts …  ( V .   K a la is elvi )   767   2 . 2 .   G a us s ia n P y ra m i da l F iltr a t io   I n   o r d er   t o   f in tu n th ed g es  o b tain ed   f r o m   th g r ad ien t   m ag n it u d i m a g e,   Gau s s ia n   p y r a m id al   f ilter   al g o r ith m   i s   e m p lo y ed   in   th s ec o n d   s ta g e.   T h co n c ep o f   th Ga u s s ia n   p y r a m id   r ep r esen ts   m u l ti - r eso lu tio n   s ce n e   w h er ea c h   f r a m th a m a k e s   u p   a n   i m ag f lo w   is   p r o g r es s i v el y   f i lter ed   an d   s u b - s a m p led   to   ea s il y   d ea w it h   t h s ea r ch   o f   o b j ec ts   at  d if f er en s ca le s .   T h Gau s s ia n   p y r a m id al  f ilter   p r o ce s s   f o r   G( x ,   y )   is   as f o llo w s     0     l   l e v e l , f o r      , , 0 y x G y x G P F             ( 4 )     2 2 1 2 2 1 2 , 2 , , n l m n y m x G P F n m w y x G P F         ( 5 )     w h er e n m w ,   is   w e ig h ted   f u n ctio n   f o r   all  id en tical  lev el s   t h at  ar e   ter m ed   as  g en er ati n g   th k er n el   p r o p er ties   at  lev el  l+1 .   Fig u r 3   s h o w s   t h ap p licatio n   o f   Gau s s ia n   p y r a m id al  f ilt r atio n   o n   Gr ad ien t   m ag n it u d i m ag i n   Fi g u r 2   ( b ) .           Fig u r 3 .   Gau s s ian   p y r a m id al  f ilter ed   i m a g e       2 . 3 .   E M   Seg m e nta t io   I n   th is   s tag e,   w eld   d ef ec ts   ar e   d etec ted   o r   s eg m e n ted   b y   u s i n g   E s e g m en tat io n   alg o r it h m   w it h   th e   h elp   o f   th f ilter ed   i m ag e.   T h p r o ce d u r f o r   E alg o r ith m   c lo s el y   f o llo w s   t h K - m ea n s   clu s ter in g   alg o r ith m .   T h ac cu r ac y   o f   E alg o r ith m   d ep en d s   o n   t h in itial  clu s ter   v al u es.  L et  u s   ass u m t h at  th e s e   v alu e s   ar v er y   clo s to   t h g r o u n d   tr u t h   d ata.   A s   th n a m i m p lies   th f ir s s tep   b eg i n s   with   a n   E x p ec tatio n   s tep   ( E )   f o r   p ix el  as in   E q n .   6 .     k n n i i i ij x x p x x p z E 1 ) | ( ) | (               ( 6 )     Usi n g   t h ab o v E q n .   6 ,   th w ei g h f o r   p ix el  co n ce r n i n g   p ar titi o n   j   is   co m p u ted .   Fo r   ea ch   i m ag e,   th is   s tep   co m p u te s   w ei g h t s   f o r   ev er y   p ix el.   A f ter   E   s tep ,   th e   m ax i m iza tio n   s tep   ( M)   b eg i n s .     i m i ij j x z E m 1 1                 ( 7 )     Usi n g   th e   ab o v E q n .   7 ,   t h w ei g h o f   j   p ar titi o n   is   u p d ate d .   T h en   t h E   s tep   i s   r ep ea ted   u s in g   th e   n e w   s et  o f   p ar titi o n   u n til  th er e   is   n o   c h a n g e   i n   t h p ar titi o n   v alu es.   B y   u s in g   th i s   al g o r ith m ,   th e   f la w s   th a ar e   p r esen i n   t h w e ld   i m ag e   ar d etec ted .   F ig u r 4   s h o w s   th e   f i n al  s eg m e n ted   o u tp u i m a g o b tain ed   b y   E M   ap p r o ac h   f o r   th i m a g s h o w n   in   Fi g u r 3 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  9 ,   No .   3 Ma r ch   2 0 1 8   :   7 6 4     7 7 0   768       Fig u r 4 .   W eld   d ef ec t d etec tio n   b y   E s e g m e n tat io n       3.   RE SU L T   AND  DI SCUS SI O   I n   th i s   s t u d y ,   GD  X - r a y   w el d   im a g d atab ase  [ 1 6 ]   is   u s e d   to   ev alu ate  th p r o p o s ed   s y s te m .   T h p er f o r m a n ce   o f   th s y s te m   is   an al y ze d   r eg ar d in g   s e n s iti v it y ,   s p ec if icit y ,   an d   s e g m en ta tio n   ac cu r ac y   u s i n g   th e   g r o u n d   tr u t h   i m a g es.   T h ese  m ea s u r es  ar e   w id el y   u s ed   i n   m an y   i m ag e   p r o ce s s in g   ap p lc iatio n s   [ 1 7 - 1 9 ] . T h o u tp u i m ag o b tain ed   b y   th p r o p o s ed   alg o r ith m   a n d   th g r o u n d   tr u t h   i m a g es  t h a ar u s ed   f o r   th p er f o r m a n ce   a n al y s i s   ar s h o w n   i n   Fi g u r 5 .   T h C A D   s y s t e m   f o r   w eld   d e f ec ts   i s   i m p le m en ted   in   M A T L AB   R 2 0 1 5 b .   T h q u alitativ a n al y s i s   f r o m   Fig u r 5   clea r l y   s h o w s   th a t h p r o p o s ed   C A s y s te m   s eg m en ts   t h e   w eld   d e f ec ts   f r o m   th e   o r ig i n al   X - r a y   w eld ed   i m ag e s   i n   a n   e f f icie n m a n n er .   I n   o r d er   to   q u an titati v el y   a n al y ze   th C A s y s te m ,   t h f o llo w i n g   m ea s u r es s en s iti v it y ,   s p ec if icit y   an d   ac cu r ac y   ar u s ed .   T h ese  m ea s u r es  ca n   b ea s il y   o b ta in ed   f r o m   th co n f u s io n   m atr ix .   I t i s   m ad f r o m   t h d ef ec t r eg io n s   ( w h ite  p i x els)  a n d   n o n - d ef ec t   r eg io n s   ( b lack   p i x els).             ( a )   ( b)     Fig u r 5 .   ( a)   Gr o u n d   tr u th   i m a g ( b )   W eld   d ef ec t d etec tio n   b y   th p r o p o s ed   s y s te m       T ab le  1 .   C o n f u s io n   m atr i x   o f   C A s y s te m   f o r   w eld   d ef ec t d etec tio n     T e st     o u t c o me   A c t u a l   C l a ss   P o si t i v e   ( w e l d   d e f e c t s)   N e g a t i v e ( n o n - d e f e c t / g o o d )   P o si t i v e   ( w e l d   d e f e c t s)   T r u e   P o si t i v e   ( T P )     W e l d   d e f e c t   p i x e l   i s c o r r e c t l y   i d e n t i f i e d   a s   d e f e c t e d   F a l s e   P o si t i v e   ( F P )     G o o d   p i x e l   i s i n c o r r e c t l y   i d e n t i f i e d   a s   w e l d   d e f e c t   N e g a t i v e   ( n o n - d e f e c t / g o o d )   F a l s e   N e g a t i v e   ( F N -   W e l d   d e f e c t   p i x e l   i s   i n c o r r e c t l y   i d e n t i f i e d   a s g o o d   p i x e l   T r u e   N e g a t i v e   ( T N )     G o o d   p i x e l   i s c o r r e c t l y   c l a ssi f i e d   a s g o o d   p i x e l       Fro m   th e   co n f u s io n   m atr i x ,   s en s iti v it y ,   s p ec i f icit y ,   an d   a cc u r ac y   ar co m p u ted   f o r   ea ch   i m ag e   co n ce r n i n g   t h s e g m en ted   a n d   th g r o u n d   tr u t h   i m ag e s .   T h eir   d ef in itio n s   ar as f o llo w s   a.   Sen s iti v it y   I tak es  o n l y   t h p o s itiv ca s e s   ( w eld   d ef ec ts ) .   I is   th r atio   b etw ee n   th to tal  T d ec is i o n s   to   th e   n u m b er   o f   ac tu a l p o s itiv ca s e s .   I t is d ef i n ed   b y   eq n .   8 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       A n   N o n   Destr u ctive   Tes f o t h Dete ct io n   o f W eld   Defe cts …  ( V .   K a la is elvi )   769   FN TP TP y S e n s i t i v i t               ( 8 )     b.   Sp ec if icit y   I d ea ls   w it h   o n l y   t h n e g ati v ca s es  ( n o n - d ef ec r e g io n s ) .   I is   th r atio   b et w ee n   th e   to tal  T d ec is io n s   to   th n u m b er   o f   ac t u al  n e g ati v ca s e s .   I t i s   d ef i n e d   b y   E q n .   9 .       TN FP TN y S p e c i f i c i t               ( 9 )     c.   A cc u r ac y   I d ea ls   w it h   b o th   p o s iti v e   ca s es  ( w eld   d ef ec ts )   a n d   n eg at iv ca s es   ( n o   d e f ec r e g io n s ) .   I is   d e f i n ed   b y   E q n .   1 0 .     TN FP FN TP TN TP A c c u r a c y             ( 1 0 )     T ab le  2   s h o w s   t h co m p u ted   p er f o r m a n ce   m ea s u r es  o f   t h s y s te m   o n   GD  X - r a y   i m ag d atab ase.   A ll   th i m ag e s   in   G X - r a y   i m ag d atab ase  ar u s ed   f o r   th ev a lu atio n .       T ab le  2 .   P er f o r m a n ce   o f   t h s y s te m   o n   GD  X - r a y   i m a g d at ab ase  d atab ase   S .   N o .   A c c u r a c y   ( %)   S e n si t i v i t y   ( %)   S p e c i f i c i t y   ( %)   1   8 9 . 6 6   8 9 . 8 9   8 6 . 6 7   2   9 7 . 9 4   9 7 . 9 3   9 9 . 7 5   3   9 9 . 7 3   9 9 . 7 4   9 4 . 7 4   4   9 9 . 4 8   9 9 . 5 1   8 8 . 1 7   5   9 9 . 4 4   9 9 . 4 4   1 0 0   6   9 8 . 8 2   9 8 . 8 3   9 5 . 9 8   7   9 5 . 4 2   9 5 . 7 2   8 7 . 7 3   8   9 9 . 4 8   9 9 . 4 8   1 0 0   9   9 0 . 1 0   8 9 . 6 1   9 8 . 0 3   10   9 8 . 6 2   9 8 . 6 1   1 0 0   A v g   9 6 . 8 7   9 6 . 8 8   9 5 . 1 1       Fro m   T ab le  2 ,   it  is   o b s er v ed   th at  t h C A s y s te m   d etec t s   9 6 . 8 8 o f   w eld   d ef ec t s   an d   9 5 . 1 1 o f   n o n - d ef ec t   r eg io n s .   A l s o ,   it  p r o v id es  an   a v er ag ac c u r ac y   o f   9 6 . 8 7 o n   GD  X - r a y   i m ag e   d atab ase.   T h m ea s u r es  s en s iti v it y   a n d   s p ec if icit y   s h o w   h o w   co r r ec tl y   t h s eg m e n ted   o u tp u i m ag e s   a r m atc h ed   w ith   its   g r o u n d   tr u t h   i m a g es.  T h co m p ar i s o n   o f   t h p r o p o s ed   s y s t e m   i s   m ad w it h   t h o th er   s u cc ess f u l   w eld   i m a g e   s eg e m e n tatio n   m et h o d .   I is   f o cu s ed   o n   th d atab ase  u s ed   an d   th o u tp u p ar a m e t er s   lik s en s iti v it y ,   s p ec if icit y   a n d   th e   ac cu r ac y   o f   t h s e g m en t a tio n   s y s te m .   T ab le  3   s h o w s   t h co m p ar ati v an al y s is .   I is   clea r   th at  t h p r o p o s ed   s y s te m   p r o v i d es b etter   r esu lts   t h an   o t h er s   i n   ter m s   o f   ac cu r a y   an d   s e n s i ti v it y .       T ab le  3 .   C o m p ar is io n   o f   p r o p o s ed   w eld   i m a g s e g m en tatio n   w it h   o th er   m e th o d s   D a t a b a se   T e c h n i q u e   u se d   S e n si t i v i t y   S p e c i f i c i t y   A c c u r a c y   G D   X - r a y s   P C A   b a se d   S V M   mo d e l   [ 2 0 ]   8 7 . 2 8   9 6 . 3 1   9 0 . 7 5   G D   X - r a y s   Off - C e n t e r   S a l i e n c y   M a p   C o m p u t a t i o n   w i t h   L e v e l   S e t   A c t i v e   C o n t o u r   En e r g y   F o r mu l a t i o n   [ 2 1 ]   -   -   8 7   %   G D   X - r a y s   R a d i o g r a p h i c   p a t t e r n b a se d   g e o me t r i c   f e a t u r e s a n d   N e u r a l   n e t w o r k   c l a ssi f i e r   [ 2 2 ]   8 3 . 9   7 4 . 8   8 0 . 6   G D   X - r a y s   P r o p o se d   me t h o d   9 6 . 8 8   9 5 . 1 1   9 6 . 8 8       4.   CO NCLU SI O N   I n   th is   p ap er ,   n o n - d estr u cti v test   m e th o d   f o r   th d etec tio n   o f   th w eld in g   d ef ec t s   is   p r o p o s ed   u s i n g   X - r a y   i m a g es.  T h w e ld   d ef ec ts   r ed u ce   t h q u ali t y   o f   t h m a ter ials .   As  th e y   ar n o v is ib le  to   th n ak ed   e y e,   it r eq u ir es a   C A s y s te m   to   id en tify   t h w eld   d ef ec t s .   T h id en ti f icat io n   o f   w eld   d ef ec ts   is   d o n b y   u s in g   th t h r ee   s tag e s g r ad ien i m ag f o r m a tio n ,   f iltra tio n   b y   Ga u s s ia n   p y r a m i d al  f i lt er   alg o r ith m ,   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  9 ,   No .   3 Ma r ch   2 0 1 8   :   7 6 4     7 7 0   770   s eg m e n tatio n   b y   E s e g m e n tatio n   al g o r ith m .   R e s u lts   s h o w   t h at  t h C A s y s te m   p r o v id es  9 6 . 8 8 %   ( s en s i tiv it y ) ,   9 5 . 1 1 % ( s p ec if icit y ) ,   an d   an   a v er ag ac c u r ac y   o f   9 6 . 8 7 % o n   GD  X - r a y   i m ag d atab ase.       RE F E R E NC E S   [1 ]     W a n g   Z.   Au to ma ti c   S e g me n t a ti o n   o F u zz y   L a se L i n e wit h   S u b - Pi x e Acc u ra c y   fro th e   Un e v e n   Ba c k g ro u n d   d u rin g   Ro b o t ic A rc   W e ld in g .   IEE 7 th   In tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   In telli g e n S y ste m s,  M o d e li n g   a n d   S im u latio n .   2 0 1 6 1 5 7 - 1 6 2 .   [2 ]     Kim   C,   H a n   DS,   Kim   JK ,   Ki m   BI.   Au to ma ti c   d e tec ti o n   o f   d e fec ti v e   we ld in g   e lec tro d e   ti p u sin g   c o lo u r   se g me n ta ti o n   a n d   Ho u g h   c irc le d e tec ti o n .   IEE Re g io n   10 th   C o n f e re n c e .   2 0 1 6 ;   1 3 7 1 - 1 3 7 4 .   [3 ]     Da n g   C,   G a o   J,  W a n g   Z,   Ch e n   F ,   X iao   Y.  M u lt i - ste p   ra d i o g ra p h ic  ima g e   e n h a n c e me n c o n f o rm in g   to   we ld   d e fec t   se g me n ta ti o n .   I ET   Im a g e   P ro c e ss in g .   2 0 1 5 9 (1 1 ):  9 4 3 - 9 5 0 .   [4 ]     S u n d a ra m   M ,   Jo se   JP ,   Ja ff in o   G .   W e ld in g   d e fec ts  e x tra c ti o n   fo r a d i o g r a p h ic  ima g e u s in g   C - me a n s   se g me n ta ti o n   me th o d .   IEE In ter n a ti o n a Co n f e re n c e   o n   Co m m u n ica ti o n   a n d   Ne tw o rk   T e c h n o l o g ies .   2 0 1 4 79 - 83.   [5 ]     L iao   Z,   S u n   J.  Im a g e   s e g m e n tatio n   i n   w e ld   d e f e c d e tec ti o n   b a se d   o n   m o d if ied   b a c k g ro u n d   su b trac ti o n .   IEE 6 t h   In tern a ti o n a C o n g re ss   o n   Im a g e   a n d   S ig n a l   P ro c e ss in g .   2 0 1 3 2 6 1 0 - 6 1 5 .   [6 ]     G o u m e id a n e   A B,   Kh a m a d ja  M .   M e rg in g   d isc re p a n c y   me a su re fo re g io n - b a se d   se g me n t a t i o n   re su lt e v a lu a ti o n   a n d   c o mp a riso n A p p l ica ti o n   to   t h re sh o ld e d   we ld   d e fec ra d i o g ra p h ic  ima g e s.   IEE E   8 th   In tern a ti o n a S y m p o siu m   o n   Im a g e   a n d   S ig n a P ro c e ss in g   a n d   A n a ly sis.  2 0 1 3 ;   78 - 8 2 .   [7 ]     L iu   X .   Im a g e   p r o c e ss in g   i n   we ld   se a tra c k in g   wi th   l a se v isio n   b a se d   o n   r a d o n   tr a n sf o rm   a n d   F CM   c lu ste rin g   se g me n ta ti o n .   IE EE   In ter n a ti o n a l   Co n f e re n c e   o n   In telli g e n C o m p u tatio n   T e c h n o lo g y   a n d   A u to m a ti o n .   2 0 1 0 2 470 - 4 7 3 .   [8 ]     Jia   J,  L H,  Jia   Z.   Ima g e   se g m e n ta ti o n   o f   th e   u n d e rwa ter   we l d in g   V - se a ima g e   b a se d   o n   i mp ro v e d   tw o - d ime n sio n a l   Otsu   a lg o rith m .   IE EE   6 th   In tern a ti o n a l   Co n f e re n c e   o n   F u z z y   S y ste m a n d   Kn o w led g e   Disc o v e r y .   2 0 0 9 5 3 9 7 - 4 0 0 .   [9 ]     M a h m o u d A ,   Re g r a g u F .   W e ld in g   d e fec d e tec ti o n   b y   se g me n ta ti o n   o ra d i o g ra p h ic  ima g e s .   IEE E   W RI  W o rld   Co n g re ss   o n   C o m p u ter S c ien c e   a n d   I n f o rm a ti o n   En g in e e rin g .   2 0 0 9 7 1 1 1 - 1 1 5 .   [1 0 ]     M a h m o u d A ,   Re g ra g u F .   Fa st   se g me n ta ti o n   me t h o d   fo d e fec ts  d e tec ti o n   i n   ra d io g ra p h ic  im a g e o we ld s IEE E/ A CS   In tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n   C o m p u ter S y ste m s an d   A p p li c a ti o n s.  2 0 0 9 8 5 7 - 8 6 0 .   [1 1 ]     G h a rsa ll a h   M B,   Br a iek   EB.   Ima g e   se g me n ta t io n   f o d e fec d e tec ti o n   b a se d   o n   lev e se a c ti v e   c o n t o u c o m b in e d   wit h   sa l ien c y   ma p .   IEE 16 th   I n tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n   S c ien c e a n d   T e c h n iq u e o f   A u to m a ti c   Co n tr o a n d   Co m p u ter E n g in e e rin g .   2 0 1 5 ;   388 - 3 9 2 .   [1 2 ]     Zh a n g   S ,   Zh a n g   Y,  Ya n g   T ,   Jin   C,   S h a n g   G .   Res e a rc h   o n   L ED  f il a me n s p o t   we ld i n g   ro b o b a se d   o n   m a c h in e   v isio n I EE I n tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n   I n f o rm a ti o n   a n d   A u to m a ti o n .   2 0 1 6 1 5 1 0 - 1 5 1 4 .   [1 3 ]     Zh a n g   J,  X ie  C,   S o n g   L ,   L i   R,   Ch e n   H.  Ro b u st  Im a g e   S e g m e n tatio n   Us in g   L BP   Em b e d d e d   Re g io M e rg in g .   T EL KOM NIKA  ( T e lec o mm u n ica ti o n   Co mp u ti n g   El e c tro n ics   a n d   Co n tro l) 2 0 1 6 14 ( 1 ):  3 6 8 - 3 7 7 .   [1 4 ]     Rim in a rsih   D,  Ka r y a ti   CM ,   M u ti a ra   A B,   Wah y u d B,   Er n a stu ti   E.   M RI   S a g it tal  Im a g e   S e g m e n tatio n   f ro m   P a ti e n ts  w it h   A b d o m in a A o rti c   A n e u r y s m s .   T EL KOM NIKA  ( T e le c o mm u n ica ti o n   Co mp u ti n g   E lec tro n ics   a n d   Co n tro l) .   2 0 1 6 ;   1 4 (3 ):  1 1 0 5 - 1 1 1 2 .   [1 5 ]     Yu d h a n a   A ,   S u n a rd S ,   S a if u l lah   S .   S e g m e n tatio n   Co m p a rin g   Eg g W a ter m a rk in g   I m a g e   a n d   Orig in a l   Im a g e .   Bu ll e ti n   o El e c trica E n g i n e e rin g   a n d   In fo rm a t ics .   2 0 1 7 6 ( 1 ):  4 7 - 5 3 .     [1 6 ]     G D X - ra y   i m a g e   d a tab a se h tt p :/ / d m e r y . in g . p u c . c l/ in d e x . p h p /m a teria l/ g d x ra y /   [1 7 ]     S o n a w a n e   JM,   G a ik wa d   S D,  P ra k a sh   G .   M ic ro a rr a y   d a ta   c l a ss if i c a ti o n   u si n g   d u a l   tre e   m - b a n d   w a v e let  fea tu re s In tern a ti o n a l   Jo u rn a o f   A d v a n c e s   in   S ig n a a n d   Im a g e   S c ien c e s.  2 0 1 7 3 (1 ) 1 9 - 2 4 .   [1 8 ]     V ij a y a   A rju n a n   R.   ECG   S ig n a C las sif ic a ti o n   Ba se d   o n   S tatisti c a F e a tu re w it h   S v m   Clas si f ica ti o n In ter n a ti o n a l   J o u rn a o A d v a n c e s in   S i g n a a n d   Ima g e   S c ien c e s .   2 0 1 6 2 (1 ):   5 - 1 0 .     [1 9 ]     S o n i a   R.   M e lan o m a   I m a g e   Cl a ss if ic a ti o n   S y ste m   b y   NSCT   F e a tu re a n d   Ba y e Clas sif i c a ti o n .   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o A d v a n c e s in   S i g n a a n d   Ima g e   S c ien c e s .   2 0 1 6 2 (2 ):   2 7 - 33.   [2 0 ]     M u   W ,   G a o   J,  Jia n g   H,  W a n g   Z,   Ch e n   F ,   Da n g   C.   Au to ma ti c   c la ss if ica ti o n   a p p r o a c h   to   we l d   d e f e c ts  b a se d   o n   PCA   a n d   S VM .   I n sig h t - No n - De stru c ti v e   T e stin g   a n d   Co n d it i o n   M o n it o ri n g .   2 0 1 3 5 5 ( 1 0 ) 5 3 5 - 5 3 9 .     [2 1 ]     Be n   G h a rsa ll a h   M ,   Be n   Bra iek   E.   W e ld   in sp e c ti o n   b a se d   o n   ra d io g ra p h y   i m a g e   se g m e n tatio n   w it h   lev e se a c ti v e   c o n to u g u i d e d   o f f - c e n ter sa li e n c y   map .   Ad v a n c e s i n   M a ter ia ls  S c i e n c e   a n d   En g in e e rin g .   2 0 1 5 ;   1 - 1 0 .     [2 2 ]     d a   S il v a   RR,  S iq u e ira  M H,  d e   S o u z a   M P V ,   Re b e ll o   JM,   Ca lo b a   L P .   Esti m a ted   a c c u ra c y   o f   c l a ss if ic a ti o n   o f   d e f e c ts  d e tec ted   in   w e ld e d   jo in ts  b y   ra d io g ra p h ic t e sts.   NDT  &   e   In ter n a ti o n a l .   2 0 0 5 ;   3 8 (5 ):  3 3 5 - 3 4 3 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.